專利名稱：手機(jī)多功能ic卡讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)讀寫和數(shù)據(jù)無線通訊裝置，具體涉及一種具有IC卡讀寫器功能的無線通訊設(shè)備。屬于國際專利分類G06K7/00“讀出記錄載體的方法或裝置“技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一切生產(chǎn)活動，經(jīng)濟(jì)活動都離不開個體的參與而形成。因此現(xiàn)實生活中個人身份的確認(rèn)極其重要，目前為了記錄更安全完整的信息，往往要將個人的圖像、生物采集器采集的指紋、個人文字信息分別用圖像壓縮技術(shù)、指紋處理壓縮技術(shù)和文字處理技術(shù)，記錄在IC卡上，而要讀取IC卡上的信息則分別要用不同的讀卡器讀取信息，要和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心通訊，采用龐大的電子計算機(jī)才能驗證，操作上很麻煩，故也直接影響此種IC卡的推廣使用。
現(xiàn)有讀卡器存在著以下缺陷1)IC卡讀卡器功能單一，體積大，不能對非接觸式A型和B型卡兼容等問題而提供一種手持非接觸式多功能IC卡讀寫器，集射頻技術(shù)、生物識別技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖像壓縮和安全加密技術(shù)于一體，可同時非接觸式A型和B型IC卡兼容，可讀取IC卡中的文字、圖像、指紋信息，并可以進(jìn)行與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換及無線數(shù)據(jù)傳送。2)數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)無線通訊和數(shù)據(jù)交換之間脫節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，而提供一種手持非接觸式多功能IC卡讀寫器和無線通訊裝置——手機(jī)多功能IC卡讀寫器。
本實用新型的技術(shù)方案如下。
一種手機(jī)多功能IC卡讀寫器，是將IC卡做成手持式，將手機(jī)與讀寫器合二為一，形成手機(jī)讀卡器。它包括中央控制器CPU、讀卡模塊、通訊模塊GSM/GPRS(或CDMA)、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源；處理器分別與讀卡模塊、GSM/GPRS(或CDMA)、電子支付系統(tǒng)、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源連接，分時進(jìn)行控制與數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)及時與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心通訊。
讀卡模塊分為射頻區(qū)和接口區(qū)，射頻區(qū)內(nèi)含有調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)內(nèi)設(shè)有與單片機(jī)或其它微處理器相連的端口，并設(shè)有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、數(shù)據(jù)緩沖器，內(nèi)部設(shè)有進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。
密碼機(jī)采用雙卡多重加密。
天線為多圈環(huán)形天線。
設(shè)有多個RS232/USB接口，所述接口可以連接所有的功能模塊；FLASH存儲芯片；觸摸屏鍵盤；彩色液晶顯示器。
中央控制器CPU采用高速低功耗RISC處理器，具有2.7-5.5V的寬電壓工作范圍。
本實用新型的有益效果——采用高集成度的方法，首先將IC卡讀寫器做成手持式，并將手機(jī)和讀寫器二合為一，做成手機(jī)讀卡器，自動地可和遙遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通訊.即刻進(jìn)行驗證.進(jìn)行身份識別，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。因此可以廣泛應(yīng)用到奧運(yùn)會運(yùn)動員身份識別和電子支付；第二代身份證；銀行信用卡，儲蓄卡、提款卡并能將支付及時和銀行數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊；勞?？?、機(jī)要部門身份證(例如機(jī)場，出租車管理，地鐵)等。
本實用新型手機(jī)IC卡讀寫器，可以作為手機(jī)單獨(dú)使用，即可以通話，收發(fā)短信，收發(fā)資料和圖像，有電話本體的功能。也可以作為手持多功能IC讀卡器單獨(dú)使用；。也可以二種功能可以同時使用，即在讀取信息后，自動通過無線和遙遠(yuǎn)數(shù)據(jù)中心通訊。
本實用新型手機(jī)IC卡讀寫器，其無線通訊和IC讀卡器CPU采用同一CPU，根據(jù)需要利用軟件統(tǒng)一進(jìn)行管理、運(yùn)作。


圖1是本新型手機(jī)IC卡讀寫器的方框圖；圖2是IC卡讀寫器的電原理圖；圖3是IC卡讀寫器的CPU控制電原理圖；圖4是IC卡讀寫器讀寫模塊電原理圖；圖5是IC卡讀寫器通訊模塊原理圖；圖6是IC卡讀寫器SAM卡時鐘原理圖；圖7是IC卡讀寫器的電源模塊原理圖。
具體實施方式
鍵盤觸摸屏采用觸摸屏控制器及一塊2.8英寸的觸摸屏貼在液晶顯示屏上。
首先進(jìn)行持卡人身份識別，然后進(jìn)行電子支付，并將資料無線傳輸?shù)姐y行數(shù)據(jù)庫。
查驗居民身份證可以即驗即看，并可將查驗身份結(jié)果立即打印或無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。
彩色液晶顯示器的彩色液晶顯示模塊包括液晶驅(qū)動模塊和彩色256色320*240液晶屏。
具有多個232/USB接口，可連接有指紋模塊和微型打印機(jī)。
該設(shè)備可具有手機(jī)通訊功能，同時具有IC卡讀卡器功能，及電子支付功能.，且同時可將讀寫器所讀取資料即刻無線傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)數(shù)據(jù)中心。
如圖所示，手機(jī)多功能IC卡讀寫器包括中央控制器CPU、GSM/GPRS(或CDMA)模塊，讀卡模塊、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源，其特征在于中央控制器CPU采用RISC處理器，處理器與GSM/GPRS(或CDMA)模塊，讀卡模塊、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源連接，分時進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)交換。讀卡模塊分為射頻區(qū)和接口區(qū)射頻區(qū)內(nèi)含調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)有與單片機(jī)(或其他微處理機(jī))相連的端口，還具有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、數(shù)據(jù)緩沖器、內(nèi)部有進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。手機(jī)IC卡讀寫器采用雙卡多重加密；天線為多圈環(huán)形天線；具有多個RS232/USB接口(且接口可連接所有功能模塊)，F(xiàn)LASH存儲芯片，觸摸屏鍵盤，彩色液晶顯示器。
中央控制器CPU，采用高速低功耗RISC處理器，該處理器采用CMOS工藝，具有2.7~5.5V的寬電壓工作范圍及較低的功耗，具有高速的指令執(zhí)行速度。所有的外設(shè)都與處理器連接，形成星形控制網(wǎng)絡(luò)，由處理器分時的對外設(shè)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)交換。手機(jī)通訊，電子支付，讀卡器，指紋比對，圖像處理，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)交換，程序控制全部由中央控制器實時運(yùn)算。
具有以下優(yōu)點(1)先進(jìn)的RISC精簡指令集結(jié)構(gòu)-高性能低功耗的AVR.8/32位微控制器-133條功能強(qiáng)大的指令大部分在單時鐘周期內(nèi)執(zhí)行
-32×8個通用工作寄存器+外設(shè)控制寄存器-全靜態(tài)操作-工作在16MHz下具有16MIPS的性能-片內(nèi)帶有執(zhí)行時間為兩個時鐘周期的硬件乘法器(2)非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器-128K字節(jié)在線可重復(fù)編程Flash，擦寫次數(shù)100000次以上-BOOT區(qū)具有獨(dú)立的加密位可通過片內(nèi)的引導(dǎo)程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程，寫操作時真正可讀-4K字節(jié)EEPROM擦寫次數(shù)100,000次-4K字節(jié)內(nèi)部SRAM-最大64K字節(jié)可選外部存儲器空間-程序加密位-在線可編程SPI接口(3)JPAG(符合IEEE std.1149.1標(biāo)準(zhǔn))接口-邊界掃描能力-廣泛的片內(nèi)Debug支持-通過JPAG接口對Flash，EEPROM，和加密位編程(4)外設(shè)特點-兩個帶預(yù)分頻器和一種比較模式的8位定時/計數(shù)器-兩個擴(kuò)充的帶預(yù)分頻器和比較模式捕獲模式的16位定時/計數(shù)器-具有獨(dú)立振蕩器的實時計數(shù)器-二通道8位PWM-6通道2到16位精度PWM
-輸出比較調(diào)節(jié)器-8通道10位A/D轉(zhuǎn)換8個單端通道7個微分通道2個增益為1x，10x或200x的微分通道-兩線(I2C)串行接口-二路可編程串行UART接口-主/從SPI串行接口-帶內(nèi)部振蕩器的可編程看門狗定時器AVR核將32個工作寄存器和豐富的指令集聯(lián)結(jié)在一起，所有的工作寄存器都與ALU算術(shù)邏單元直接相連。允許在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行的單條指令同時訪問兩個獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)提高了代碼效率，使AVR得到了比普通CISC單片機(jī)高將近10倍的性能。
CPU還具有以下特點，128K字節(jié)具備寫操作時可讀的在系統(tǒng)可編程FLASH、4K字節(jié)EEPROM、4K字節(jié)SRAM，53個通用I/O口，32個通用工作寄存器、實時計數(shù)器(RTC)、4個具有比較模式和PWM的定時器/計數(shù)器、2個USARTs、一個兩線(工2C)串行接口，一個8通道10位具有可選增益差分輸入的A/D轉(zhuǎn)換器、一個帶內(nèi)部振蕩器的可編程看門狗定時器、一個SPI口一個符合IEEE std.1149.1標(biāo)準(zhǔn)的JTAG測試接口、也可用于訪問片內(nèi)Debug系統(tǒng)和編程、6種可通過軟件選擇的省電模式。
首先將持證人的身份信息包含圖像信息，指紋信息，文字信息，銀行儲蓄信息，個人密約，在專門單位輸入，即獲得一張有持卡人信息的IC卡。在使用時只要持卡人將此卡靠近手機(jī)IC卡讀寫器，讀寫器即根據(jù)持卡人需要而工作.進(jìn)行持卡人身份識別而后和遙遠(yuǎn)數(shù)據(jù)中心通訊，或進(jìn)行電子支付或進(jìn)行身份識別或與他人進(jìn)行通話。
手機(jī)IC卡讀寫器的讀卡模塊采用PHILIPS IC，可兼容ISO-14443 A型和B型通信的所有層協(xié)議。
IC集成了數(shù)字和模擬功能，空間得到極大優(yōu)化，特別適用于手持閱讀器。，它還采用了用于公共密匙算法(包括Elliptic curve、DES和AES)的加密協(xié)處理器和內(nèi)存管理單元，以增強(qiáng)多應(yīng)用設(shè)置的安全性。
本實用新型的手持非接觸式IC卡讀寫器以射頻識別技術(shù)為核心，發(fā)射接收模塊功能包括調(diào)制、解調(diào)、產(chǎn)生射頻信號、安全管理和防碰撞機(jī)制。內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為射頻區(qū)和接口區(qū)射頻區(qū)內(nèi)含調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)有與單片機(jī)(或其他微處理機(jī))相連的端口，還具有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、64字節(jié)的數(shù)據(jù)緩沖器、內(nèi)部有進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。這是與射頻卡實現(xiàn)無線通信的核心模塊，也是讀寫器讀寫的關(guān)鍵接口芯片。讀寫器工作時，不斷地向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波(13.6MHz)，當(dāng)有卡靠近時，卡片內(nèi)有一個LG串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的發(fā)射頻率相同，這樣在電磁波的激勵下，LG諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容充電有了電荷。在這個電容另一端，接有一個單向?qū)щ姷碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)存儲。當(dāng)電容器充電達(dá)到2V時，此電容就作為電源為卡片上的其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器發(fā)出的數(shù)據(jù)與保存。
系統(tǒng)通過處理器直接控制該芯片來與IC卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2、本新型手機(jī)IC卡讀寫器的通訊模塊采用GSM/GPRS(或CDMA)模塊.手機(jī)通訊，具有以下功能
語音功能可實現(xiàn)手機(jī)的語音通訊功能。
短信功能可實現(xiàn)小容量數(shù)據(jù)以短信的格式發(fā)送到指定的位置。
數(shù)據(jù)功能可實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)通過internet發(fā)送到指定位置。
具體到本發(fā)明系統(tǒng)，我們要實現(xiàn)以下具體要求1/語音功能●撥號功能，●摘機(jī)功能，●掛機(jī)功能，●忙音判斷功能，●對方摘機(jī)判斷功能，●對方掛機(jī)判斷功能，●無撥號音判斷功能，●語音對講功能。
2/短信功能●發(fā)送短信功能，●接收短信功能，●讀取短信功能，●短信刪除功能，●判斷短信發(fā)送成功功能，●判斷短信發(fā)送失敗功能3/輸入法功能●數(shù)字輸入，●字母輸入，●標(biāo)點符號輸入，●漢字輸入。
4/電話薄功能●電話號碼輸入功能，●讀取電話號碼功能，●刪除電話號碼功能，●電話號碼撥號功能。
5/數(shù)據(jù)傳輸功能GPRS(或CDMA)6/加密方法軟件與SAM卡加密.
本實用新型手機(jī)IC卡讀寫器的天線部份為設(shè)計滿足總體要求的多圈環(huán)形天線和鞭狀天線。
本實用新型手機(jī)IC卡讀寫器的信息存儲和觸摸屏輸入系統(tǒng)采用FLASH存儲芯片，在存儲芯片中保存有漢字字庫及ASCII字庫、漢字輸入法、100條的讀卡記錄、10萬條記錄(也可以存儲其他信息)。在100條的讀卡記錄中，保存了最近讀取的100張卡的所有信息，用戶可以隨意查詢。其中有一存儲區(qū)也可以作為儲值卡消費(fèi)用。
觸摸屏輸入——數(shù)據(jù)輸入及操作界面采用觸摸屏控制器及一塊2.8”(英寸)的觸摸屏貼在液晶顯示屏上，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)提示通過直接觸摸顯示范圍內(nèi)的圖形按鍵操作讀寫器。
本讀卡器的電池電壓檢測也是通過該芯片(電池電壓的檢測范圍+2.0V-+6.0V)。
本實用新型手機(jī)IC卡讀寫器的彩色液晶顯示模塊包括液晶驅(qū)動模塊和彩色256色320*240液晶。
彩色256色320*240液晶具有以下特征(1)顯示格式2.8寸屏幕，320(RGB)X240點陣(2)結(jié)構(gòu)彩色STN LCD，Common & Segment Driver，LED背光。
(3)顯示類型彩色STN，透射(4)高對比度。
液晶驅(qū)動模塊具有以下特征最高支持到1024×1024的點矩陣液晶控制器，可同時支持到最高256色，其接口靈活性使得既可與MC68000系列控制器連接，也可與最小外部邏輯的8/16位MPU/總線連接。用作顯存的靜態(tài)RAM接口已經(jīng)過速度和性能優(yōu)化，最大支持到128K字節(jié)。系統(tǒng)通過CPU與驅(qū)動模塊交換數(shù)據(jù)去刷新顯存中的點陣圖的數(shù)據(jù)，達(dá)到繪制各種圖形及文字顯示的目的。當(dāng)前液晶屏的分辨率為320*240、256色，可視區(qū)尺寸2.8”(英寸)。
本手機(jī)IC卡讀寫器的通信接口為RS232/USB接口，實現(xiàn)本機(jī)與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊，亦可實現(xiàn)和指紋模塊相聯(lián)進(jìn)行指紋采集，存儲，對比，亦可和微型打印機(jī)相聯(lián)將數(shù)據(jù)打印。
本手機(jī)IC卡讀寫器可實現(xiàn)無線通訊，將IC卡內(nèi)信息通過GSM/GPRS(或CDMA)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到全球任何一個數(shù)據(jù)中心。
本手機(jī)IC卡讀寫器具有以下優(yōu)點
◆符合國際ISO/IEC14443-B(A)型非接觸式卡標(biāo)準(zhǔn)。
◆符合GSM/GPRS(或CDMA)協(xié)議。
◆研制了嵌入式實時操作系統(tǒng)可自由擴(kuò)充各種不同功能。
◆本手持機(jī)是集射頻技術(shù)、生物識別技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、圖像壓縮和安全加密技術(shù)于一體。用高科技手段可方便快捷地識別嫌疑犯，是公安抓捕逃犯好幫手。
◆采用帶觸摸屏320*240彩色256色LCD圖形顯示。
◆手持機(jī)，還有信息傳輸功能，機(jī)內(nèi)存儲了10萬條的信息。
出現(xiàn)異情立即報警，將抓捕信息經(jīng)無線傳輸?shù)綀缶行摹?br> ◆采用FLASH芯片保存歷史記錄，掉電不丟失數(shù)據(jù)。
◆具有高可靠指紋識別系統(tǒng)。
◆具有高壓縮比的圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
能夠采集完整的指紋圖像，能夠從IC卡中讀取指紋與持卡人指紋進(jìn)行鑒定。
◆能夠?qū)⒅讣y數(shù)據(jù)保存在機(jī)器內(nèi)，目前機(jī)內(nèi)可保存數(shù)千個壓縮后的指紋圖像。
◆供電電源內(nèi)置充電鋰電池，可外接電源，可充電，平均工作電流小于150mA。
◆具有多級電池容量檢測與顯示。
◆硬件防偽芯片，按國家有關(guān)部門指定的加密算法對IC卡所有應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)，進(jìn)行信息加密和信息有效性驗證。
◆RS232/USB接口實現(xiàn)與計算機(jī)數(shù)據(jù)通訊。
技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到符合GSM/GPRS(或CDMA)協(xié)議。
頻率900，1800，1900MHz。
數(shù)字和模擬I/Q接口兼容。
漢字采用拚音輸入法并含國標(biāo)GB232字庫。
非接觸近距離式，符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14443-B標(biāo)準(zhǔn)RF頻率13.56MHZ圖形分辨率320*240，彩色256色LCD顯示漢字顯示GB2312全部顯示時間≤5-6秒讀卡距離5-10CM通訊接口標(biāo)準(zhǔn)RS232接口存儲器2×8Mbit指紋識別誤判率≤0.001％拒識率≤0.1％指紋錄入時間＜3秒比對時間≤1秒指紋圖像分辨率450dpi自動數(shù)據(jù)報警時間≤1秒電源直流3.3V(鋰電池)可充電，可外接電源功率≤0.45W；工作溫度0℃-+50℃儲存溫度-20℃--+60℃。
權(quán)利要求1.一種手機(jī)多功能IC卡讀寫器，是將IC卡做成手持式，將手機(jī)與讀寫器合二為一，形成手機(jī)讀卡器，其特征在于它包括中央控制器CPU、讀卡模塊、通訊模塊GSM/GPRS或CDMA、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源；處理器分別與讀卡模塊、GSM/GPRS或CDMA、電子支付系統(tǒng)、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源連接，分時進(jìn)行控制與數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)及時與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)多功能IC卡讀寫器，其特征在于所述的讀卡模塊分為射頻區(qū)和接口區(qū)，射頻區(qū)內(nèi)含有調(diào)制解調(diào)器和電源供電電路，直接與天線連接；接口區(qū)內(nèi)設(shè)有與單片機(jī)或其它微處理器相連的端口，并設(shè)有與射頻區(qū)相連的收/發(fā)器、數(shù)據(jù)緩沖器，內(nèi)部設(shè)有進(jìn)行數(shù)據(jù)加密的密碼機(jī)、防碰撞處理的防碰撞模塊和控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)多功能IC卡讀寫器，其特征在于所述的密碼機(jī)采用雙卡多重加密。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)多功能IC卡讀寫器，其特征在于所述的天線為多圈環(huán)形天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)多功能IC卡讀寫器，其特征在于其設(shè)有(1)多個RS232/USB接口，所述接口可以連接所有的功能模塊；(2)FLASH存儲芯片；觸摸屏鍵盤；彩色液晶顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手機(jī)多功能IC卡讀寫器，其特征在于所述的中央控制器CPU采用高速低功耗RISC處理器，具有2.7-5.5V的寬電壓工作范圍。
專利摘要本實用新型涉及一種手機(jī)多功能IC卡讀寫器，包括中央控制器CPU、讀卡模塊、通訊模塊、彩色液晶顯示器、存儲器、觸摸屏鍵盤、電源。中央控制器CPU采用RISC處理器，處理器與讀卡模塊、GSM/GPRS(或CDMA)、電子支付系統(tǒng)、彩色液晶顯示器、存儲器觸摸屏鍵盤、電源連接，分時進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)交換，根據(jù)需要及時和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心通訊。該讀寫器可首先進(jìn)行持卡人身份識別，然后進(jìn)行電子支付，并將資料無線傳輸?shù)姐y行數(shù)據(jù)庫。查驗居民身份證可以即驗即看，并可將查驗身份結(jié)果立即打印或無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。該設(shè)備可具有手機(jī)通訊功能，同時具有IC卡讀卡器功能，及電子支付功能。
文檔編號H04L9/00GK2696047SQ200420003219
公開日2005年4月27日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者江正昌, 沈鑫 申請人:江正昌, 沈鑫